[发明专利]一种吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种吸附镓的偕胺肟‑二氧化硅树脂的制备方法，以一种介孔二氧化硅微球作为骨架，以丙烯腈为主要原料，利用溶液聚合法合成丙烯腈‑二氧化硅小球（PAN/SiO₂树脂），并通过胺肟化反应嫁接偕胺肟功能基团，对丙烯腈‑二氧化硅小球进行改性，从而得到偕胺肟‑二氧化硅树脂(PAO/SiO₂)。该树脂吸附剂具有发达的有序介孔结构、大比表面积、良好的机械强度和化学稳定性，便于镓快速进入孔道内吸附，适用于拜耳溶液中镓的分离回收，反应过程中无需加入任何化学试剂，无污染且不产生任何废弃物。该树脂对镓的吸附容量较高、选择性好、吸附速度快等特性，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于资源回收技术领域，具体地说，涉及一种吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂的制备方法。

背景技术

镓作为稀散金属中的重要成员，是当代高新技术的重要支撑材料，主要用于电子工业、化学工业、新能源、仪器工业和医学等领域。其中，半导体行业已成为镓最大的消费领域，约占总消费量的80％。

目前，90％的原镓从氧化铝生产过程中的拜耳溶液里回收。从拜耳溶液中提取镓主要用离子交换的方法，然而，商用的离子交换树脂，粒径很大，比表面积小，吸附的时间长，膨胀率大，在吸附的过程中容易发生碎裂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备丙烯腈-二氧化硅树脂(PAN/SiO₂)：以介孔二氧化硅微球作为骨架，以丙烯腈为原料，利用溶液聚合法合成丙烯腈-二氧化硅树脂(PAN/SiO₂)；

步骤2、制备吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂(PAO/SiO₂)：通过胺肟化反应嫁接偕胺肟功能基团，对丙烯腈-二氧化硅小球进行改性，得到吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂(PAO/SiO₂)。

可选地，所述步骤1中的制备丙烯腈-二氧化硅树脂(PAN/SiO₂)的其合成路线如下：

包括以下步骤：选择二氧化硅颗粒作骨架；将二氧化硅颗粒放入旋转蒸发烧瓶中并使用真空泵抽到负压，然后连接氮气瓶，引入氮气，抽真空；然后将单体，稀释剂和引发剂的混合物倒吸进入烧瓶中；调整旋转蒸发仪的旋转速度，使混合物与二氧化硅颗粒充分混合；此后，在硅油浴中加热；将得到的二氧化硅接枝丙烯腈树脂分别用丙酮和水清洗以除去物理附着的聚合物，在真空下干燥，最后获得接枝颗粒PAN/SiO₂。

可选地，所述的二氧化硅颗粒的粒径为70-150μm；抽真空时间为25-35分钟。

可选地，单体：稀释剂：引发剂的质量比为90-110：320-380：0.5-1.5。

可选地，所述的单体为质量比为20：80-10：90的二乙烯基苯和丙烯腈；稀释剂为质量比为3:2的苯乙酮和邻苯二甲酸二乙酯；引发剂为偶氮二异丁腈。

可选地，硅油浴中加热具体为：缓慢加热至343K，保持0.5h-1.5h，然后在353K下加热1.5h-2.5h，最后加热至363K保持6.5h-7.5h。

可选地，所述的步骤2中制备吸附镓的偕胺肟-二氧化硅树脂的合成路线如下：